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數字設計和計算機體系結構(ARM‧原書第2版)(簡體書)
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數字設計和計算機體系結構(ARM‧原書第2版)(簡體書)

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作者簡介
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商品簡介

本書採用ARM取代了早先使用MIPS作為核心處理器來介紹計算機組織和設計的基本概念,涵蓋了數字邏輯設計的主要內容。本書以一種流行的方式介紹了從計算機組織和設計到更細節層次的內容,涵蓋了數字邏輯設計的主要內容,並通過ARM微處理器的設計強化數字邏輯的概念。本書的典型特色是將數字邏輯和計算機體系結構融合,教學內容反映了當前數字電路設計的主流方法,並突出計算機體系結構的工程特點,書中的大量示例及習題也可以加強讀者對基本概念和技術的理解和記憶。

作者簡介

莎拉·L. 哈裡斯(Sarah L. Harris) 內華達大學電子與計算機工程系副教授,擁有斯坦福大學電子工程博士學位。她曾在惠普、聖地亞哥超算中心、英偉達公司和微軟亞洲研究院工作,擅長計算機體系結構設計和系統設計。戴維·莫尼·哈裡斯(David Money Harris) 哈維瑪德學院工程系教授,擁有斯坦福大學電子工程博士學位。他曾在英特爾公司從事Itanium和Pentium II處理器的邏輯和電路設計,並曾擔任Sun Microsystems、惠普、Evans & Sutherland等設計公司的顧問,獲得了12項專利。
陳俊穎 華南理工大學軟件學院副教授,香港大學博士、浙江大學學士,教育部大數據與機器人智能粵港澳聯合實驗室、華南理工大學智能軟件與機器人科研團隊成員,主要從事高性能計算和智能圖像處理方面的科研及教學工作。

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出版者的話讚譽譯者序前言第1章 二進制11.1 課程計劃11.2 管理複雜性的藝術11.2.1 抽象11.2.2 約束21.2.3 三條原則31.3 數字抽象31.4 數字系統41.4.1 十進制數41.4.2 二進制數51.4.3 十六進制數61.4.4 字節、半字節和字71.4.5 二進制加法81.4.6 有符號的二進制數81.5 邏輯門101.5.1 非門111.5.2 緩衝111.5.3 與門111.5.4 或門111.5.5 其他二輸入邏輯門121.5.6 多輸入門121.6 數字抽象之下131.6.1 電源電壓131.6.2 邏輯電平131.6.3 噪聲容限141.6.4 直流電壓傳輸特性141.6.5 靜態約束15*1.7 CMOS晶體管161.7.1 半導體161.7.2 二極管171.7.3 電容171.7.4 nMOS和pMOS晶體管171.7.5 CMOS非門191.7.6 其他CMOS邏輯門191.7.7 傳輸門211.7.8 類nMOS邏輯21*1.8 功耗221.9 總結和展望22習題23面試問題29第2章 組合邏輯設計302.1 引言302.2 布爾表達式322.2.1 術語322.2.2 與或式322.2.3 或與式332.3 布爾代數342.3.1 公理342.3.2 單變量定理352.3.3 多變量定理362.3.4 定理的統一證明方法372.3.5 等式化簡372.4 從邏輯到門382.5 多級組合邏輯402.5.1 減少硬件402.5.2 推氣泡412.6 X和Z432.6.1 非法值X432.6.2 浮空Z432.7 卡諾圖442.7.1 畫圈的原理452.7.2 卡諾圖化簡邏輯452.7.3 無關項482.7.4 小結492.8 組合邏輯模塊492.8.1 多路選擇器492.8.2 譯碼器522.9 時序522.9.1 傳輸延遲和最小延遲532.9.2 毛刺552.10 總結57習題57面試問題62第3章 時序邏輯設計633.1 引言633.2 鎖存器和觸發器633.2.1 SR鎖存器643.2.2 D鎖存器653.2.3 D觸發器663.2.4 寄存器673.2.5 帶使能端的觸發器673.2.6 帶複位功能的觸發器67*3.2.7 晶體管級的鎖存器和觸發器的設計683.2.8 小結683.3 同步邏輯設計693.3.1 一些有問題的電路703.3.2 同步時序電路713.3.3 同步和異步電路723.4 有限狀態機723.4.1 有限狀態機設計實例733.4.2 狀態編碼773.4.3 Moore型狀態機和Mealy型狀態機793.4.4 狀態機的分解823.4.5 由電路圖導出狀態機833.4.6 小結863.5 時序邏輯電路的時序863.5.1 動態約束873.5.2 系統時序87*3.5.3 時鐘偏移913.5.4 亞穩態923.5.5 同步器93*3.5.6 分辨時間的推導953.6 並行973.7 總結99習題100面試問題105第4章 硬件描述語言1074.1 引言1074.1.1 模塊1074.1.2 硬件描述語言的起源1084.1.3 模擬和綜合1094.2 組合邏輯1104.2.1 位運算符1104.2.2 注釋和空格1124.2.3 縮減運算符1124.2.4 條件賦值1124.2.5 內部變量1144.2.6 優先級1154.2.7 數字1164.2.8 Z和X1174.2.9 位混合1184.2.10 延遲1184.3 結構建模1194.4 時序邏輯1224.4.1 寄存器1224.4.2 帶複位功能的寄存器1234.4.3 帶使能端的寄存器1244.4.4 多寄存器1244.4.5 鎖存器1254.5 更多組合邏輯1264.5.1 case語句1274.5.2 if語句1294.5.3 帶有無關項的真值表1304.5.4 阻塞式和非阻塞式賦值1314.6 有限狀態機134*4.7 數據類型1374.7.1 SystemVerilog1374.7.2 VHDL138*4.8 參數化模塊1404.9 測試程序1424.10 總結145習題145面試問題152第5章 常見數字模塊1535.1 引言1535.2 算術電路1535.2.1 加法1535.2.2 減法1585.2.3 比較器1595.2.4 算術邏輯單元1605.2.5 移位器和循環移位器162*5.2.6 乘法162*5.2.7 除法1645.2.8 拓展閱讀1645.3 數制系統1655.3.1 定點數系統165*5.3.2 浮點數系統1665.4 時序電路模塊1695.4.1 計數器1695.4.2 移位寄存器1695.5 存儲器陣列1715.5.1 概述1715.5.2 動態隨機訪問存儲器1735.5.3 靜態隨機訪問存儲器1745.5.4 面積和延遲1745.5.5 寄存器文件1745.5.6 只讀存儲器1755.5.7 使用存儲器陣列的邏輯1765.5.8 存儲器HDL1765.6 邏輯陣列1785.6.1 可編程邏輯陣列1785.6.2 現場可編程邏輯門陣列179*5.6.3 陣列實現1825.7 總結183習題184面試問題190第6章 體系結構1916.1 引言1916.2 匯編語言1926.2.1 指令1926.2.2 操作數:寄存器、存儲器和常數1936.3 編程1966.3.1 數據處理指令1966.3.2 條件標誌1986.3.3 分支2006.3.4 條件語句2016.3.5 循環2026.3.6 存儲器2046.3.7 函數調用2076.4 機器語言2156.4.1 數據處理指令2156.4.2 存儲器指令2186.4.3 分支指令2196.4.4 尋址模式2206.4.5 解釋機器語言代碼2206.4.6 程序存儲221*6.5 編譯、彙編與加載2226.5.1 內存映射2226.5.2 編譯2236.5.3 彙編2246.5.4 鏈接2256.5.5 加載226*6.6 其他主題2276.6.1 加載文字2276.6.2 NOP2276.6.3 異常2286.7 ARM體

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